煤矸石自动分选机简介

煤矸石自动分选机

简介

德沃中能电气（北京）有限公司

DEWO ZHONGNENG ELECTRIC(BEIJING) Co., LTD

2009年9月16日

1.煤矸石自动分选机意义及简介

煤中矸石的自动剔选是现代化煤炭生产加工过程中的重要环节之一。先进的分选方式与方法研究已逐渐引起煤炭生产和应用部门的重视，煤矸石自动分选机是对块状原煤里的矸石在传输过程中实现其物理分选的专用设备。它的出现主要基于对以下几方面的考虑。

1)我国大部分煤炭开采生产仍延续着人工选矸的落后方式，劳动强度大，生产效率低下，矸石拣选率也直接受人员素质、管理水平等人为因素影响。

2)传统的重介分离等排矸方法产生大量难以处理的煤泥污染物，对人和农作物赖以生存的水源和耕地破坏严重，尤其是在我国主要产煤地区出现的开采煤炭资源与环境污染以及原本就十分匮乏的水资源间的矛盾日显突出。目前，已有不少煤炭生产加工企业不同程度地受到我国环境保护法的制约，造成设备闲置，产量下降，经济损失严重。

3)煤是一种资源，它作为特殊能源和产品原料，在诸多行业生产中起着越来越重要的作用。在国际国内市场上，块煤交易形势一直较好，但由于我国煤炭初加工能力较弱，块煤含矸率偏高，价格损失较大，市场竞争力不强。

4)干式分选方法是当今煤炭分选技术的重要发展趋势之一。煤炭的洗选主要是跳汰选煤和风选，此外还有其它选煤方式，如浮选工艺法、复合式干法选煤等洗煤方法。但这几种方法都是基于跳汰选煤工艺或风选原理的基础上改进而成。均存在设备整体结构复杂，占地面积大，造价昂贵，使用成本较高，维护困难等问题，尤为严重的是环境污染问题。目前在国际上尚未见有煤矸石自动分选机实用产品或类似设备的出现。因此，煤矸石自动分选设备对我国干式分选技术的进步与发展也将起到积极的推动作用。填补了此项的空白。

我们经过十几年的研究、探索，采用“放射性同位素射源”，根据煤和矸石对射线吸收量的不同来识别煤和矸石，用高频电磁气阀作为执行机构 ，生产并投入使用目前国内外第一台自动化程度较高的自动选矸设备，其中多项核心技术已获国家专利。该设备集机械、自动控制及核物理于一体，具有操作简单，维护方便，抗恶劣环境等一系列优点，非常适合在选煤现场实时使用，有效解决了现有选煤设备存在的问题。设备于2005年5月在河南许昌新龙公司梁北煤矿（现改名为神火集团梁北煤矿）正式投入使用，设备安装在梁北煤矿原手工选矸的传送皮带上，完全替代了人工手选，并且保证选出的矸石中不含煤块。设备运行以来，在矿上没有配备任何维护人员的情况下，运行稳定，受到煤矿领导及生产人员的高度评价。

该系统在技术上主要解决了以下几个关键问题：

1．运用新型双能γ射线衍射方式，实现了在较大粒度范围的煤与矸石的在线识别；

2．采用集散控制方式，确保了识别仪表系统在恶劣工矿下的长期可靠运行；

3．机械排队机构更加简便有效，满足了对物料进行准确识别的要求；

4．气动执行机构简单可靠。

2.产品特点

煤矸石自动分选机属于干选设备，煤和矸石经过该设备后即可自动分开，不同于目前国内外采用的水洗，湿洗和风选，它具有如下优点：

1．投资少，见效快；

2．分选效率高，不低于85%，保证选出的矸石中不含煤块，可靠性好；

3．系统操作简单，维护方便，运行成本低；

4．分选的煤种范围广，不受湿度的影响，环境适应性强；

5．处理粒度根据不同煤质可设定为30—50、50—150、150—250毫米；

6、不消耗水资源，能耗极低，不对环境造成破坏和污染。

3.前景与应用

煤矸石自动分选机的完善，推广应用，将对我国煤炭产品质量提升起到积极作用。可广泛应用于物料分选等其他生产领域。就煤炭生产而言，可用于：

1.现有煤矿生产系统的技术改造。该设备可在煤流系统进行在线分选，不另需场地，

直接将原人工拣矸皮带改为自动分选，能够大大提高原煤分选率及生产自动化水

平。

2.完善干法选煤工艺。现有空气重介质流化床干法选煤及FGX系列复合式干法选煤入

选原煤粒度均为0－50mm及0－80mm；而煤矸石自动分选机入选原煤最佳粒度为30

－300mm，弥补了上述两种干法选煤工艺的不足，为干法选煤工艺起到积极推动作

用。

3．矸石的综合应用。由于煤矸石质量吸收系数K值可调，可对煤矸石进行准确分类（低热值劣质煤，碳质页岩），以分别应用于劣质煤发电，水泥生产等。

4.系统组成

煤矸石自动分选机分为机械传输系统、核检测系统、识别与控制系统和执行系统四部分

组成。

1、进料斗、传送皮带和排队机构构成设备的机械系统；

2、由放射源和射线传感器构成检测系统，放射源的辐射方向为正上方；

3、控制仪表构成系统的煤矸石识别及气阀的控制部分；

4、高压气和气阀构成系统的执行系统。

5.技术原理

煤矸石自动分选机主要由原料进料斗，煤和矸石出料斗，皮带传输机以及识别与分选控制系统几部分构成。由于整个识别与分选工作过程是非接触，实时的，因此不会影响正常的物料传输。皮带上设有若干个物料排队通道，每一通道独立的配置一套由双能γ射线源、射

线传感器、气动执行器和测控仪表组成的识别与分选系统，以提高整机的运行可靠性。

当一定粒度的物料落到传送皮带上以后，在排队机构的作用下顺序排列并穿过γ射线源和γ射线传感器，传感器将感应信号经过放大、整形后传送给控制仪表。控制仪表中的微处理器将信号依据煤矸石识别数学模型进行运算，得出此时穿过γ射线的物料的密度加权值。

此加权值与事前设定的加权值相比较，高于设定值的判断为矸石，低于设定值的判断为煤。当判断为矸石时，经过仪表设定的延时时间后，在矸石抛落过程中经过高频气阀时，控制仪表打开高频气阀，高压气流冲出气阀并击中抛落过程中的矸石，使其偏离原来的抛落轨迹，落入矸石料斗。没有被击的煤块按原轨迹自然抛入煤斗。

6.核放射源技术参数和使用说明

CX104型双光子辐射输出器是中国原子能科学研究院同位素研究所设计的CX系列产品之一，采用贫化铀作为γ射线屏蔽材料。该输出器设计安全，操作方便，性能稳定，准直孔定位准确。输出器由罐体、转鼓、安装板和防尘板组成。

⑴．技术特征：

1．137Cs放射源最大装载量为1.11GBq（30mCi）

2．241Am放射源最大装载量为11.1GBq（300mCi）

3．准直孔直径Φ20mm，长度为100mm。

4. 罐体外型Φ138Х183mm。

5．罐体表面辐射剂量小于36uSv/h，离开罐体表面5cm处，辐射剂量小于1uSv/h，符合国家安全标准。

⑵．技术参数

1、铯-137活度： 0.74 GBq

2、镅-241活度： 11.1 GBq

3、表面5cm处最大剂量： ＜ 25 uSv/h

4、表面0.5cm处最大剂量： ＜ 2.5 uSv/h

5、工作状态时，准直方向1m处的输出剂量： ≈60 uSv/h